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径向振动激励对饱和砂土的扰动特征试验研究

岩石力学与工程学报 2024年第9期43卷 2289-2300页

作者：李晓龙陈永利肖伟帆马鹏钟燕辉张蓓王复明郑州大学水利与交通学院重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室河南省陆浑水库管理局

为研究径向振动激励对饱和砂土的扰动效应，研发一种具有径向激振功能、频率可调的振动试验系统，利用该系统开展振动频率10～50 Hz条件下饱和砂土扰动试验，分析径向振动激励对饱和砂土扰动效应时空演变规律和分布特征。结果表明，在... 详细信息

为研究径向振动激励对饱和砂土的扰动效应，研发一种具有径向激振功能、频率可调的振动试验系统，利用该系统开展振动频率10～50 Hz条件下饱和砂土扰动试验，分析径向振动激励对饱和砂土扰动效应时空演变规律和分布特征。结果表明，在试验工况范围内，受振动激励作用，各测点孔隙水压力前期逐渐上升，达到峰值后逐渐下降并趋于稳定；随着振动频率的升高，饱和砂土受扰动程度更加剧烈，各测点超静孔隙水压力、超静孔隙水压力比、液化持续时间及振动加速度逐渐增大；振动频率为30 Hz时，部分测点达到液化状态，40和50 Hz时，所有测点进入液化状态；随着深度增加，振动过程中各测点孔隙水压力越大，达到峰值时刻越早，液化持续时间越短；振动器中部附近土体受扰动程度最剧烈，该位置测点最早进入液化状态，其孔隙水压力振荡幅度、相对振荡幅度和超静孔隙水压力比峰值均高于两端土体；沿径向与振动中心距离越近，测点振动加速度、最大超静孔隙水压力比越大，进入液化状态越早，液化持续时间越长。试验结果对注浆时机选择、出浆口位置设置、振动参数选取等具有指导作用，为进一步开展径向振动注浆试验研究奠定了基础。

关键词：土力学径向振动激励饱和砂土试验装置扰动效应

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考虑化学反应的高聚物压密劈裂注浆仿真研究

岩土力学 2024年第9期45卷 2823-2838页

作者：李晓龙赵泽鑫陈坤洋马鹏陈灿钟燕辉张蓓郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 郑州大学重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室河南郑州450001 河南省陆浑水库管理局河南洛阳471032

考虑浆液化学反应原理,综合运用扩展有限元理论、修正剑桥模型和高聚物浆液膨胀力计算模型,建立了模拟高聚物在土体中压密劈裂注浆动态过程的二维仿真分析方法。通过模型试验验证了所提出方法的适用性,进而分析了浆液膨胀力、浆脉形态... 详细信息

考虑浆液化学反应原理,综合运用扩展有限元理论、修正剑桥模型和高聚物浆液膨胀力计算模型,建立了模拟高聚物在土体中压密劈裂注浆动态过程的二维仿真分析方法。通过模型试验验证了所提出方法的适用性,进而分析了浆液膨胀力、浆脉形态、土体孔隙比随时间变化规律及注浆孔埋深、土体断裂韧度对浆脉扩展过程的影响。结果表明:受高聚物化学反应进程驱动,在浆液与土体耦合作用下,浆液膨胀力初期随时间近似呈线性增长,达到峰值后快速下降并趋于稳定;浆脉长度和宽度发展速度不同步,裂缝启裂至二次扩展阶段,浆脉长度基本保持不变,宽度线性增大,裂缝二次扩展后,浆脉长度近似线性增大,而宽度增长速率趋缓;受浆液挤密作用影响,裂缝两侧一定范围内土体孔隙比显著降低,沿垂直于裂缝面方向,距注浆孔中心越近,孔隙比越小;孔隙比随时间整体呈下降趋势,随着裂缝的扩展和后期膨胀压力的下降,紧邻裂缝面两侧土体孔隙比有一定恢复,随后趋于稳定;随着注浆孔埋深和土体断裂韧度的增加,浆脉长度逐渐减小,宽度不断增大,两者变化速率基本保持不变;浆脉扩展稳定时间随埋深的增大而提前,随断裂韧度的增大而延后。

关键词：高聚物劈裂注浆仿真方法化学反应膨胀力计算模型扩展有限元修正剑桥模型

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温度对自膨胀高聚物浆液在裂隙中扩散行为影响试验研究

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岩土工程学报 2024年第4期46卷 794-802页

作者：贾赫扬李晓龙曹东东王珊珊桂云祥钟燕辉张蓓郑州大学水利与土木工程学院河南郑州450001 重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室河南郑州450001 河南水利勘测设计研究有限公司河南郑州450016

为了研究温度对膨胀型聚氨酯高聚物注浆材料在裂隙中扩散特性的影响,设计了平板裂隙注浆模型试验装置,以一种工程中应用的聚氨酯高聚物浆液为对象,开展了高聚物注浆系列试验,测试了不同浆液预热温度、环境温度、注浆量条件下高聚物浆液... 详细信息

为了研究温度对膨胀型聚氨酯高聚物注浆材料在裂隙中扩散特性的影响,设计了平板裂隙注浆模型试验装置,以一种工程中应用的聚氨酯高聚物浆液为对象,开展了高聚物注浆系列试验,测试了不同浆液预热温度、环境温度、注浆量条件下高聚物浆液在平板裂隙中的扩散特性,得到了不同工况下浆液扩散速率、扩散范围以及浆液和裂隙壁内温度分布随时间变化情况。分析结果表明:浆液预热温度对高聚物扩散过程具有重要影响,相同注浆量条件下,预热温度越高,浆液扩散速率越快,初凝时间越早,浆液扩散半径随着预热温度的升高逐渐增大,低温下浆液扩散半径显著低于高温下的试验结果;浆液扩散过程与其化学反应进程不完全同步,其化学反应终止时间晚于浆液初凝时间;浆液温度随时间呈现先升高然后逐渐下降、变化速率由快至慢的演化特征,同一时刻注浆孔中心处温度最高,沿径向逐渐递减;浆液升温速率和温度峰值随预热温度和环境温度的升高而增大;浆液扩散过程中高聚物与裂隙壁间存在明显热传导效应。试验结果对于高聚物裂隙注浆机理研究和注浆技术研发具有参考作用。

关键词：高聚物裂隙注浆扩散机理温度试验

微塑料对生物除磷工艺的影响及微生物学机制探究

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水处理技术 2024年第8期50卷 75-80页

作者：王宏涛姜楠李洋雷恒黄河水利职业技术学院河南开封475004 河南省跨流域区域引调水运行与生态安全工程研究中心河南开封475004 河南省水文水资源中心河南郑州450003

微塑料(MPs)是生活废水内常被检出的新污染物,然而关于MPs如何影响强化生物除磷工艺及相关机制的研究较少。因此,本工作构建了序批式EBPR工艺,通过控制进水聚苯乙烯微塑料浓度,考察了MPs对EBPR的影响并揭示相关机制。结果表明,MPs对EBP... 详细信息

微塑料(MPs)是生活废水内常被检出的新污染物,然而关于MPs如何影响强化生物除磷工艺及相关机制的研究较少。因此,本工作构建了序批式EBPR工艺,通过控制进水聚苯乙烯微塑料浓度,考察了MPs对EBPR的影响并揭示相关机制。结果表明,MPs对EBPR具有剂量效应,低于0.3 mg/LMPs对EBPR性能及污泥特征影响不明显,而超过3.0 mg/LMPs降低了EBPR对污染物和营养盐的去除,并降低污泥浓度,提高胞外聚合物含量。在10.0 mg/L MPs组别内,COD、NH_(4)^(+)-N和总磷(TP)去除率分别下降至84.6%~89.5%、84.9%~89.6%和74.6%~77.8%,污泥浓度下降至4.08~4.16 g/L,但EPS含量增加至123.6~126.5 mg/g。机制分析表明MPs抑制了厌氧阶段TP的释放及好氧阶段TP的吸收。高浓度MPs降低了与污染物和营养盐去除相关关键酶的活性。MPs降低了微生物Proteobacteria和Chloroflexi门级别的相对丰度。研究结果为EBPR工艺处理含MPs废水提供一定的数据支撑。

关键词： EBPR 微塑料污泥特征关键酶活性微生物

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基于多源数据融合的青藏高原降雪变化特征研究

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中国农村水利水电 2024年

作者：于媛慧杨士恒张安然刘建伟雷恒黄河水利职业技术学院开封市调水工程安全监测与风险评估重点实验室河南省巨型水网灾害防御工程技术研究中心河南省跨流域区域引调水运行与生态安全工程研究中心中国水利水电科学研究院河海大学

降雪作为青藏高原水循环的重要组成部分，对维持区域水资源平衡和生态平衡具有不可替代的作用。然而，随着全球气候变暖的加剧，青藏高原地区降雪变化特征不仅对区域气候稳定性构成了挑战，也对水资源管理和生态环境保护提出了新的课题... 详细信息

降雪作为青藏高原水循环的重要组成部分，对维持区域水资源平衡和生态平衡具有不可替代的作用。然而，随着全球气候变暖的加剧，青藏高原地区降雪变化特征不仅对区域气候稳定性构成了挑战，也对水资源管理和生态环境保护提出了新的课题。为了深入理解青藏高原降雪变化的时空特征及其对气候变化的响应，研究选取了拉萨河、年楚河、那曲河、长江源、黄河源和澜沧江源等六个具有代表性的流域作为研究对象，旨在通过多源遥感降水数据融合技术，揭示这一时期内青藏高原降雪的时空变化规律。本研究选取了CMFD、CPC和TRMM三种网格降水数据，通过构建基于整体偏差和偏差组分的降水数据评价指标，对这些数据进行了精度评估和优化融合。研究结果表明，2002～2018年间，青藏高原典型流域内的降雪率总体呈现下降趋势，特别是在海拔5000米以上的地区，其降雪率的减少更为显著。降雪率的降幅由大到小排序为拉萨河(28.2%)、黄河源(18.2%)、长江源(17.8%)、年楚河(15.4%)、澜沧江源(12.1%)和那曲河(10.5%)，这一下降趋势呈现出自南向北逐渐增强的空间分布特征。这一发现与全球气候变暖紧密相关，为理解青藏高原对气候变化的响应提供了重要的科学依据。此外，本研究对于青藏高原地区的水资源管理和气候变化适应策略的制定具有重要的参考价值，也为相关领域提供了数据支持和研究方法，有助于推动青藏高原气候变化研究的深入发展。

关键词：青藏高原降雪变化多源数据融合时空特征

邻苯二甲酸二乙酯对厌氧/好氧/缺氧工艺脱氮除磷的影响

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水处理技术 2024年

作者：王宏涛程梦然雷恒刘金平李欢黄河水利职业技术学院开封河南省跨流域区域引调水运行与生态安全工程研究中心开封市生态环境监测和安全中心

邻苯二甲酸二乙酯（DEP）是水生态系统内高频检出污染物，然而DEP对新工艺厌氧-好氧-缺氧运行效能的影响至今尚不清楚。为了填补空白，本工作考察了DEP对新工艺处理低C/N废水的影响并分析了相关作用机制。结果表明，DEP显著抑制了新工艺... 详细信息

邻苯二甲酸二乙酯（DEP）是水生态系统内高频检出污染物，然而DEP对新工艺厌氧-好氧-缺氧运行效能的影响至今尚不清楚。为了填补空白，本工作考察了DEP对新工艺处理低C/N废水的影响并分析了相关作用机制。结果表明，DEP显著抑制了新工艺内COD及脱氮除磷效率，且DEP浓度越高，COD去除抑制越显著。典型周期发现DEP能抑制厌氧阶段和缺氧阶段COD的消耗而对好氧阶段COD去除影响不显著。DEP降低了厌氧释磷和好氧吸磷过程导致生物除磷效率下降。DEP提高AOA工艺内胞外聚合物（EPS）含量，并促进了主要组分蛋白质和多糖的分泌。微生物学揭示高浓度DEP降低了Patescibacteria、Bacteroidetes和Nitrospirae门水平上关键微生物的相对丰度。研究结果对AOA高效去除新污染物DEP提供了数据支持。

关键词：脱氮除磷活性污泥典型周期 DEP 污泥特征

邻苯二甲酸二乙酯对厌氧/好氧/缺氧工艺脱氮除磷的影响

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水处理技术 2024年第10期 90-95页

作者：王宏涛程梦然雷恒刘金平李欢黄河水利职业技术学院开封河南省跨流域区域引调水运行与生态安全工程研究中心开封市生态环境监测和安全中心

关键词：脱氮除磷活性污泥典型周期 DEP 污泥特征

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FRP筋混凝土双向板冲切强度公式评估

水电能源科学 2024年第2期42卷 52-56页

作者：张亚坤张雪婧侯黎黎王建伟黄河水利职业技术学院河南开封475004

为评价现有FRP筋混凝土双向板冲切强度计算公式的精度,采用数理统计的方法对收集到的38组FRP筋混凝土双向板冲切强度试验数据进行评估。结果表明,影响FRP筋混凝土双向板冲切强度的主要因素有混凝土强度、临界冲切截面周长、有效板厚、FR... 详细信息

为评价现有FRP筋混凝土双向板冲切强度计算公式的精度,采用数理统计的方法对收集到的38组FRP筋混凝土双向板冲切强度试验数据进行评估。结果表明,影响FRP筋混凝土双向板冲切强度的主要因素有混凝土强度、临界冲切截面周长、有效板厚、FRP筋配筋率及其弹性模量、尺寸效应;在所评价的10个计算公式中,规范公式的预测结果大多比较保守,且其精度均低于文献公式;Ospina公式预测结果与试验结果最为接近,且精度最高,预测结果与试验结果比值的均值为1.03,标准差为16.04%,变异系数为15.53%。研究结果为FRP筋混凝土双向板冲切强度计算公式的进一步优化提供了参考。

关键词： FRP筋双向板冲切强度计算公式评估

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伊洛河回郭泵闸方案比选及结构设计

中国水运(下半月) 2024年第10期 80-81+84页

作者：张安然袁斌段永芳侯晓丽雷恒王振强黄河水利职业技术学院开封市调水工程安全监测与风险评估重点实验室开封市水利规划服务中心河南豫东水利保障中心

泵闸作为防洪调度和排涝减灾的关键工程，发挥着承担沟通内外河水系的重要功能。从工程质量和工程效益的角度出发，水闸和泵站的布置、选型尤为重要。文章以伊洛河上游回郭泵闸为例，对水泵类型、泵室和闸室段的布置方式等进行方案比选... 详细信息

泵闸作为防洪调度和排涝减灾的关键工程，发挥着承担沟通内外河水系的重要功能。从工程质量和工程效益的角度出发，水闸和泵站的布置、选型尤为重要。文章以伊洛河上游回郭泵闸为例，对水泵类型、泵室和闸室段的布置方式等进行方案比选，并进行结构设计和稳定计算，可供类似工程参考。

关键词：防洪排涝泵闸方案比选结构设计